气罩法喷射混凝土施工方法与流程

本发明涉及混凝土喷射施工，尤其涉及气罩法喷射混凝土施工方法。

背景技术：

1、喷射混凝土是一种原材料与普通混凝土相同，而施工工艺特殊的混凝土，是一种通过喷射机降混凝土混合料喷射到结构表面形成混凝土层的施工方法，广泛应用于地下工程、隧道工程、桥梁工程等领域。可在短时间内完成大面积混凝土施工，提高施工效率；可以适应各种复杂地形和结构形式，比传统混凝土更加轻质、高强度和耐用。喷射混凝土技术在世界上已有近百年历史。它以简便的工艺、及时的支护及较低的成本而在地下工程中得到广泛应用。喷射混凝土主要有干喷和湿喷两种喷射方式，今年来，随着湿喷技术的发展和施工环境及施工人员职业健康的重视，特别是包括混凝土泵、活塞式速凝剂计量泵和喷射臂在内的稠流湿喷法技术的出现，使湿喷法的应用领域大大拓宽，并占据主导地位，已成为世界各国喷射技术的发展主流。但喷射混凝土存在的最典型问题就是回弹量大，不可避免的多消耗混凝土材料和产生建筑垃圾。在常规现浇结构混凝土施工损耗率一般不超过3%，而喷射混凝土损耗率大多超过50%，高损耗率的一个主要因素是混凝土在施工过程中回弹产生的材料浪费，即喷射混凝土的回弹率，是施工损耗的主要因素。在采用干喷法工艺时回弹率一般超过30%。采用湿喷法工艺时也超过16%，工程实际应用中则普遍都超过20%。为解决喷射混凝土回弹率过大问题，业界一直在探索通过对混凝土的原材料、配合比、施工工艺等开展研究，例如研发高性能、高流动性、低回弹性的喷射混凝土；添加新型速凝剂、增粘剂、钢纤维、碳纤维等；采用自动化、智能化施工设备，分次喷射法等施工工艺等综合措施来减少回弹量大和粉尘污染，提高喷射混凝土施工效率和质量。但当前喷射混凝土技术均是混凝土材料均从单一喷头直接喷射而出，在喷射气流推力作用下，与受喷面接触后粘接并形成喷射层，但由于喷出的混凝土材料直接暴露在常压空气中，始终存在部分混凝土材料因扩散或碰撞反弹回来后发生掉落现象，导致材料浪费并产生建筑垃圾，不仅增加施工成本，且污染环境。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供气罩法喷射混凝土施工方法，有效的解决现在混凝土材料在喷出后直接暴露在常压空气中，始终存在部分混凝土材料因扩散和碰撞反弹回来后发生掉落现象，导致材料浪费并产生建筑垃圾，不仅增加施工成本，且污染环境的问题。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案为：气罩法喷射混凝土施工工艺，包括如下步骤：

3、s1，喷射混凝土配合比设计；

4、s2，受喷面处理，对湿喷面处理，确保受喷面潮湿干净，表面无流水、油污、粉尘；

5、s3，安装喷射混凝土厚度控制标识；

6、s4，混凝土喷射机选择；

7、s5，受喷面营造封闭气罩，在混凝土喷射开始前和喷射过程中，在喷射机的喷头与受喷面之间营造一个封闭的压缩空气罩，压缩空气罩随喷头角度和位置变化而变化；

8、s6，封闭气罩内喷射混凝土，封闭的压缩空气罩形成后，开启喷射混凝土开关，开始喷射混凝土材料；

9、s7，喷射混凝土的养护，在混凝土喷射施工结束后，应对混凝土进行养护；

10、s8，喷射混凝土的质量检查和验收。

11、优选的，所述步骤s1的具体过程为：根据喷射混凝土相关设计和施工规范开展配合比设计，包括根据要求的混凝土的龄期、强度和施工机械、现场条件等边界条件，选择混凝土合适的坍落度，水胶比，砂率等，通过室内配合比对比试验，选择混凝土构成材料的最优组合，确定最终的水泥、粉煤灰、硅粉、砂、小石、减水剂、速凝剂、增粘剂、碳纤维或钢纤维等材料的品种、规格和数量等。

12、优选的，所述步骤s2的具体过程为：针对不同的受喷面，采取针对性的处理措施，主要是确保受喷面潮湿干净，表面无流水、油污、粉尘等其它影响混凝土与受喷体相结合的物质，必要时，也可在受喷面清理干净后再喷涂一层粘接剂或界面剂，增加结合面间的粘结力和粘接强度。

13、优选的，所述步骤s3的具体过程为：受喷面处理完成后，应安装喷射混凝土厚度控制标识，标识应采用合适的材料，稳固且醒目。

14、优选的，所述步骤s4的具体过程为：根据施工现场情况，可选择喷射机+人工手持喷射管组合的人工喷射法或喷射机+喷射机械臂组合的机械手喷射法。

15、优选的，所述步骤s5的具体过程为：在混凝土喷射开始前和喷射过程中，在喷射机的喷头与受喷面之间营造一个封闭的压缩空气罩，压缩空气罩随喷头角度和位置变化而变化，压缩空气罩的核心压力不小于混凝土喷射机喷头喷出的混凝土的压力，一般控制在0.3～0.8mpa，压缩空气罩长度即喷射机喷头与受喷面的距离一般控制在50～100cm，压缩空气罩在喷射机喷头处直径约为10～12cm，在受喷面的扩散直径控制在20～60cm。实际数据与压缩空气罩的喷头形状、角度而变化，并可根据受喷面和混凝土喷射压力变化，动态调整压缩空气罩的压力值和长度。

16、优选的，所述步骤s6的具体过程为：封闭的压缩空气罩形成后，开启喷射混凝土开关，开始喷射混凝土材料，混凝土喷射角度控制在90±10°，混凝土喷头与受喷面的距离一般控制在50～100cm，喷射压力一般控制在0.3～0.6mpa，凝土材料在施工过程中始终在相对的封闭空间内喷向受喷面，反弹出来的混凝土材料被压力气罩的压缩空气再次喷射向受喷面而减少掉落。混凝土喷射路径，可根据受喷面和喷头形状的不同，采取螺旋往复或平移往复，单次喷射厚度控制在2～5cm为宜，复喷一般待前次喷射混凝土初凝后才能开始。

17、优选的，所述步骤s7的具体过程为：在混凝土喷射施工结束后，应对混凝土进行养护，混凝土初凝后可根据具体情况，在混凝土环境温度超过5℃时采取水喷淋或喷雾潮湿养护，低于5℃时，应采取保温和遮盖养护，直至达到设计龄期和强度。

18、优选的，所述步骤s8的具体过程为：在混凝土被养护到设计龄期后，对喷射混凝土的厚度、强度等设计指标进行现场检查和取样试验，合格后验收。

19、本发明采用的封闭气罩法，相对于其它无封闭气罩施工工艺，同种条件下喷射混凝土回弹率可降低到5%以内，明显低于现有干喷法施工工艺的回弹率>30%和湿喷法施工工艺的回弹率>20%，降低施工成本超过10%。

技术特征：

1.气罩法喷射混凝土施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的气罩法喷射混凝土施工方法，其特征在于，所述步骤s1的具体过程为：根据喷射混凝土相关设计和施工规范开展配合比设计，包括根据要求的混凝土的龄期、强度和施工机械、现场条件等边界条件，选择混凝土合适的坍落度，水胶比，砂率等，通过室内配合比对比试验，选择混凝土构成材料的最优组合，确定最终的水泥、粉煤灰、硅粉、砂、小石、减水剂、速凝剂、增粘剂、碳纤维或钢纤维等材料的品种、规格和数量等。

3.根据权利要求1所述的气罩法喷射混凝土施工方法，其特征在于，所述步骤s2的具体过程为：针对不同的受喷面，采取针对性的处理措施，主要是确保受喷面潮湿干净，表面无流水、油污、粉尘等其它影响混凝土与受喷体相结合的物质，必要时，也可在受喷面清理干净后再喷涂一层粘接剂或界面剂，增加结合面间的粘结力和粘接强度。

4.根据权利要求1所述的气罩法喷射混凝土施工方法，其特征在于，所述步骤s3的具体过程为：受喷面处理完成后，应安装喷射混凝土厚度控制标识，标识应采用合适的材料，稳固且醒目。

5.根据权利要求1所述的气罩法喷射混凝土施工方法，其特征在于，所述步骤s4的具体过程为：根据施工现场情况，可选择喷射机+人工手持喷射管组合的人工喷射法或喷射机+喷射机械臂组合的机械手喷射法。

6.根据权利要求1所述的气罩法喷射混凝土施工方法，其特征在于，所述步骤s5的具体过程为：在混凝土喷射开始前和喷射过程中，在喷射机的喷头与受喷面之间营造一个封闭的压缩空气罩，压缩空气罩随喷头角度和位置变化而变化，压缩空气罩的核心压力不小于混凝土喷射机喷头喷出的混凝土的压力，一般控制在0.3～0.8mpa，压缩空气罩长度即喷射机喷头与受喷面的距离一般控制在50～100cm，压缩空气罩在喷射机喷头处直径约为10～12cm，在受喷面的扩散直径控制在20～60cm；实际数据与压缩空气罩的喷头形状、角度而变化，并可根据受喷面和混凝土喷射压力变化，动态调整压缩空气罩的压力值和长度。

7.根据权利要求1所述的气罩法喷射混凝土施工方法，其特征在于，所述步骤s6的具体过程为：封闭的压缩空气罩形成后，开启喷射混凝土开关，开始喷射混凝土材料，混凝土喷射角度控制在90±10°，混凝土喷头与受喷面的距离一般控制在50～100cm，喷射压力一般控制在0.3～0.6mpa，凝土材料在施工过程中始终在相对的封闭空间内喷向受喷面，反弹出来的混凝土材料被压力气罩的压缩空气再次喷射向受喷面而减少掉落；混凝土喷射路径，可根据受喷面和喷头形状的不同，采取螺旋往复或平移往复，单次喷射厚度控制在2～5cm为宜，复喷一般待前次喷射混凝土初凝后才能开始。

8.根据权利要求1所述的气罩法喷射混凝土施工方法，其特征在于，所述步骤s7的具体过程为：在混凝土喷射施工结束后，应对混凝土进行养护，混凝土初凝后可根据具体情况，在混凝土环境温度超过5℃时采取水喷淋或喷雾潮湿养护，低于5℃时，应采取保温和遮盖养护，直至达到设计龄期和强度。

9.根据权利要求1所述的气罩法喷射混凝土施工方法，其特征在于，所述步骤s8的具体过程为：在混凝土被养护到设计龄期后，对喷射混凝土的厚度、强度等设计指标进行现场检查和取样试验，合格后验收。

技术总结气罩法喷射混凝土施工方法，解决现在混凝土材料在喷出后直接暴露在常压空气中，始终存在部分混凝土材料因扩散和碰撞反弹回来后发生掉落现象，导致材料浪费并产生建筑垃圾，不仅增加施工成本，且污染环境的问题。其包括如下步骤：S1，喷射混凝土配合比设计；S2，受喷面处理；S3，安装喷射混凝土厚度控制标识；S4，混凝土喷射机选择；S5，受喷面营造封闭气罩；S6，封闭气罩内喷射混凝土；S7，喷射混凝土的养护；S8，喷射混凝土的质量检查和验收。技术研发人员：刘沐,刘润文,马萌濛,吴昊,赵慧受保护的技术使用者：中电建十一局工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29